JP4502020B2 - Heating and hot water supply equipment - Google Patents
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Description
本発明は、暖房および給湯に使用される暖房給湯装置に関する。 The present invention relates to a heating and hot water supply apparatus used for heating and hot water supply.
従来、暖房給湯装置としては、特開2004−232914号公報(特許文献1)に開示されたものがある。この暖房給湯装置は、ヒートポンプと、このヒートポンプで加熱された温水を貯える貯湯タンクと、この貯湯タンク内の上部領域のみに配置された熱交換器と、この熱交換器に接続された暖房機とを備えている。 Conventionally, as a heating and hot water supply apparatus, there is one disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-232914 (Patent Document 1). The heating hot water supply apparatus includes a heat pump, a hot water storage tank for storing hot water heated by the heat pump, a heat exchanger disposed only in an upper region in the hot water storage tank, and a heater connected to the heat exchanger. It has.
上記貯湯タンクは出湯管を介して蛇口に接続されている。この蛇口を開くことにより、貯湯タンクに貯えた温水を蛇口から取り出すことができる。 The hot water storage tank is connected to a faucet through a hot water discharge pipe. By opening this faucet, the hot water stored in the hot water storage tank can be taken out from the faucet.
上記暖房機は貯湯タンクに貯えた温水を利用して暖房運転を行う。より詳しくは、上記暖房運転が開始されると、熱交換器内の熱媒は貯湯タンク内の温水によって加熱される。この加熱された熱媒は、暖房機に送られて暖房機から室内に熱を放出する。 The heater performs a heating operation using hot water stored in a hot water storage tank. More specifically, when the heating operation is started, the heat medium in the heat exchanger is heated by the hot water in the hot water storage tank. The heated heat medium is sent to the heater and releases heat from the heater into the room.
ところが、上記従来の暖房給湯装置は、深夜電力を用いた給湯器の付加的機能として暖房運転を行うため、暖房運転時、室内に放出すべき熱を貯湯タンク内の温水から熱交換器を介して取り出しているので、その熱を取り出す効率は悪くなっている。すなわち、上記貯湯タンク内の温水の熱を効率良く暖房機に供給することができない。 However, since the conventional heating and hot water supply apparatus performs the heating operation as an additional function of the water heater using midnight power, the heat to be released indoors during the heating operation from the hot water in the hot water storage tank through the heat exchanger. The efficiency of taking out the heat is getting worse. That is, the heat of the hot water in the hot water storage tank cannot be efficiently supplied to the heater.
したがって、上記従来の暖房給湯装置は、冬場24時間暖房運転して、例えば暖房負荷:給湯負荷が10:1となるような例えば北欧等の暖房負荷の高い地域では十分な暖房を行うことができないという問題がある。
そこで、本発明の課題は、例えば北欧等の暖房負荷の高い地域でも十分な暖房を行うことができる暖房給湯装置を提供することにある。 Then, the subject of this invention is providing the heating hot-water supply apparatus which can perform sufficient heating also in areas with high heating load, such as Northern Europe.
上記課題を解決するため、本発明の暖房給湯装置は、
ヒートポンプユニットと、
上記ヒートポンプユニットで加熱された温水を貯える貯湯タンクと、
上記貯湯タンク内に配置され、給湯水が内部を流れる熱交換器と、
上記貯湯タンク内に貯められた温水を上記貯湯タンク外の暖房端末を経由させた後、再び、上記貯湯タンク内に戻して循環させるための循環回路と
を備え、
上記熱交換器は、上記貯湯タンク内の下部領域から上部領域に渡って配置され、かつ、上記貯湯タンク内の一方の側部領域から他方の側部領域に渡るように設けられていて、
上記給湯水が、上記貯湯タンク内の下部領域の上記熱交換器の部分に比較的低温の状態で入って、上記貯湯タンク内の下部領域から上部領域までの温水と順に熱交換して比較的高温の状態になって、上記貯湯タンク内の上部領域の上記熱交換器の部分から出るように構成されており、
上記貯湯タンクの上部に、上記貯湯タンク内に貯められた温水を取り出すための第1取水口が設けられる一方、上記貯湯タンクの下部に、上記暖房端末から出た温水を上記貯湯タンク内の下部領域に戻すための戻し口が設けられ、
上記循環回路は、上記第1取水口と上記戻し口とに接続されており、
上記貯湯タンクの下部に、上記貯湯タンク内の下部領域に貯められた温水を上記ヒートポンプユニットに供給するための供給口が設けられていることを特徴としている。
In order to solve the above problems, the heating and hot water supply apparatus of the present invention includes:
A heat pump unit;
A hot water storage tank for storing hot water heated by the heat pump unit;
A heat exchanger disposed in the hot water storage tank, in which hot water flows inside,
After passing the hot water stored in the hot water storage tank through the heating terminal outside the hot water storage tank, it is again provided with a circulation circuit for circulating it back into the hot water storage tank,
The heat exchanger is disposed from the lower region to the upper region in the hot water storage tank, and is provided to extend from one side region to the other side region in the hot water storage tank,
The hot water is, the entering at a relatively low temperature state in the portion of the heat exchanger in the lower area of the hot water storage tank, a relatively to the heat exchanger to the hot water and the order of up to the upper region from a lower region within the hot-water storage tank It is configured to go out of the heat exchanger part in the upper region in the hot water tank , becoming hot.
A first water intake port for taking out hot water stored in the hot water storage tank is provided at an upper portion of the hot water storage tank , and hot water discharged from the heating terminal is provided at a lower portion of the hot water storage tank . There is a return port to return to the area ,
The circulation circuit is connected to the first intake port and the return port,
A supply port for supplying hot water stored in a lower region in the hot water storage tank to the heat pump unit is provided below the hot water storage tank.
上記構成の暖房給湯装置によれば、暖房運転を開始すると、貯湯タンクに貯えた温水が循環経路を介して暖房端末へ流れ、再び、貯湯タンクに戻る。これにより、上記温水の熱は暖房端末を介して室内に放出される。すなわち、上記暖房端末は、貯湯タンク内の温水の熱を直接取り出し、室内に放出する。 According to the heating and hot water supply apparatus having the above configuration, when the heating operation is started, the hot water stored in the hot water storage tank flows to the heating terminal via the circulation path and returns to the hot water storage tank again. Thereby, the heat of the warm water is released into the room through the heating terminal. That is, the heating terminal directly takes out the heat of the hot water in the hot water storage tank and releases it into the room.
したがって、上記貯湯タンク内の温水の熱を暖房端末に効率良く供給できるので、例えば北欧等の暖房負荷の高い地域でも十分な暖房を行うことができる。 Therefore, since the heat of the hot water in the hot water storage tank can be efficiently supplied to the heating terminal, sufficient heating can be performed even in an area with a high heating load such as Northern Europe.
従来においては、貯湯タンク内の熱交換器を介して熱を取り出して、暖房端末に供給していたから、効率が悪くて、十分な暖房を行うことができなかった。 Conventionally, heat is taken out via the heat exchanger in the hot water storage tank and supplied to the heating terminal, so that the efficiency is poor and sufficient heating cannot be performed.
また、本発明の暖房給湯装置によれば、上記熱交換器は貯湯タンク内の下部領域から上部領域に渡って配置されていて、給湯水が貯湯タンクの下部に入って貯湯タンクの上部から出るので、給湯水は熱交換器内を流れる間に貯湯タンク内の温水で十分に加熱される。したがって、上記熱交換器から高温の給湯水を出湯できる。また、熱交換器の下側から流入した温度の低い給湯水は、貯湯タンク内の下側の比較的低温の温水域で熱交換され、給湯用熱交換器の上側に向かって流れるに従って貯湯タンク内の上側の高温の温水域で熱交換されて、高温の給湯水となって出湯される。このように、上記貯湯タンク内の温度勾配に従って給湯水が下から上に向かって熱交換により加熱されながら流れるので、貯湯タンク内の温度分布が乱れることがなく、高い熱交換効率が得られる。したがって、給湯用熱交換器の熱交換効率を向上でき、高温の給湯水を供給できる。また、上記貯湯タンク内の上下方向に温度勾配が保たれ、貯湯タンク内の下側の低温水をヒートポンプユニットで加熱することにより、ヒートポンプユニットのCOP(成績係数)を向上できる。 According to the heating and hot water supply apparatus of the present invention, the heat exchanger is disposed from the lower region to the upper region in the hot water storage tank, and hot water enters the lower portion of the hot water storage tank and exits from the upper portion of the hot water storage tank. Therefore, hot water is sufficiently heated by the hot water in the hot water storage tank while flowing through the heat exchanger. Therefore, hot hot water can be discharged from the heat exchanger. In addition, the hot water hot water flowing in from the lower side of the heat exchanger is heat-exchanged in the lower temperature hot water area on the lower side in the hot water storage tank, and flows toward the upper side of the hot water heat exchanger. Heat is exchanged in the hot water area on the upper side, and hot water is discharged as hot water. Thus, since hot water flows while being heated by heat exchange from the bottom to the top according to the temperature gradient in the hot water storage tank, the temperature distribution in the hot water storage tank is not disturbed, and high heat exchange efficiency is obtained. Therefore, the heat exchange efficiency of the heat exchanger for hot water supply can be improved, and hot hot water can be supplied. Further, the temperature gradient is maintained in the vertical direction in the hot water storage tank, and the COP (coefficient of performance) of the heat pump unit can be improved by heating the lower temperature water in the hot water storage tank with the heat pump unit.
また、本発明の暖房給湯装置によれば、上記第1取水口は、貯湯タンクの上部に設けられているので、貯湯タンク内の上部領域にある比較的高温の温水を取り出して暖房端末に送ることができる。したがって、上記比較的高温の温水で暖房を行うことができる。 Moreover, according to the heating hot water supply apparatus of the present invention, the first intake port is provided in the upper part of the hot water storage tank, so that the relatively hot water in the upper area in the hot water storage tank is taken out and sent to the heating terminal. be able to. Therefore, heating can be performed with the relatively hot water.
また、上記戻し口は、貯湯タンクの下部に設けられているので、暖房端末で比較的低温になった温水を貯湯タンク内の下部領域に戻すことができる。したがって、上記貯湯タンク内の上部領域の比較的高温の温水が、暖房端末で比較的低温になった温水と混ざって低温になるのを防ぐことできる。 Moreover, since the said return port is provided in the lower part of the hot water storage tank, the hot water which became comparatively low temperature by the heating terminal can be returned to the lower area | region in a hot water storage tank. Therefore, it is possible to prevent the relatively hot water in the upper region in the hot water storage tank from being mixed with the warm water that has become relatively cold at the heating terminal.
また、本発明の暖房給湯装置によれば、上記暖房端末から出た温水を貯湯タンクに戻すための戻し口が貯湯タンクの貯湯タンクの下部にあることと、貯湯タンク内に貯められた温水をヒートポンプユニットに供給するための供給口が貯湯タンクの下部にあることとが相俟って、ヒートポンプユニットには常に比較的低温の温水が供給されるため、ヒートポンプユニットのCOP(成績係数)が向上する。特に、上記ヒートポンプユニットの冷媒がCO2冷媒であると、COPが向上する。 Further, according to the heating and hot water supply apparatus of the present invention, the return port for returning the hot water discharged from the heating terminal to the hot water storage tank is located below the hot water storage tank, and the hot water stored in the hot water storage tank is stored. Coupled with the fact that the supply port for supplying to the heat pump unit is at the bottom of the hot water storage tank, the heat pump unit is always supplied with relatively low temperature hot water, so the COP (coefficient of performance) of the heat pump unit is improved. To do. In particular, when the refrigerant of the heat pump unit is a CO 2 refrigerant, COP is improved.
一実施形態の暖房給湯装置では、
上記貯湯タンク内の上下方向の略中央部にはヒータが配置されている。
In the heating and hot water supply apparatus of one embodiment,
A heater is disposed at a substantially central portion in the vertical direction in the hot water storage tank.
上記実施形態の暖房給湯装置によれば、上記貯湯タンク内にヒータを配置しているので、ヒートポンプユニットの故障時に、貯湯タンク内の温水の温度を、ヒータで保ったり、上げたりすることができる。 According to the heating and hot water supply apparatus of the above embodiment, since the heater is disposed in the hot water storage tank, the temperature of the hot water in the hot water storage tank can be maintained or raised by the heater when the heat pump unit fails. .
また、上記ヒートポンプユニットが温水に与える熱量が不足している時、貯湯タンク内にヒータがあるので、ヒータがその不足分の熱量を温水に供給することができる。 Further, when the amount of heat given to the hot water by the heat pump unit is insufficient, there is a heater in the hot water storage tank, so the heater can supply the shortage of heat to the hot water.
また、上記ヒータは貯湯タンク内の上下方向の略中央部に配置されているので、主として、ヒータよりも上方にある、貯湯タンク内の上部領域の温水を加熱することになる。このとき、上記貯湯タンク内の上部領域の温水は、元々、貯湯タンク内の下部領域の温水に比べて高温だから、ヒータの加熱によって短時間でさらに高温となる。 Moreover, since the said heater is arrange | positioned in the approximate center part of the up-down direction in a hot water storage tank, it mainly heats the warm water of the upper area | region in a hot water storage tank above a heater. At this time, since the hot water in the upper region in the hot water storage tank is originally higher in temperature than the hot water in the lower region in the hot water storage tank, it becomes higher in a short time by heating the heater.
したがって、暖房負荷が瞬間的に増大しても、上記貯湯タンク内の上部領域でさらに高温となった温水を暖房端末に即座に送ることができる。 Therefore, even if the heating load increases momentarily, the hot water having a higher temperature in the upper region in the hot water storage tank can be immediately sent to the heating terminal.
一実施形態の暖房給湯装置では、
上記貯湯タンクの上下方向の略中央部に、上記貯湯タンク内に貯められた温水を取り出すための第2取水口が、上記ヒータ近傍かつ上方に位置するように設けられ、
上記循環回路は上記第2取水口に接続されている。
In the heating and hot water supply apparatus of one embodiment,
A second water intake for taking out hot water stored in the hot water storage tank is provided at a substantially central portion in the vertical direction of the hot water storage tank so as to be positioned near and above the heater,
The circulation circuit is connected to the second water intake.
上記実施形態の暖房給湯装置によれば、暖房運転時、暖房負荷が瞬間的に増大すると、貯湯タンク内の温水をヒータで高温にし、この高温の温水を循環回路の第2取水口から取り出して暖房端末に送る。このとき、上記第2取水口は、貯湯タンクの上下方向の略中央部に設けられて、ヒータ近傍かつ上方に位置しているので、ヒータで加熱した直後の温水を取り出して暖房端末に送ることができる。 According to the heating and hot water supply apparatus of the above embodiment, when the heating load momentarily increases during the heating operation, the hot water in the hot water storage tank is heated to a high temperature by the heater, and this hot water is taken out from the second intake port of the circulation circuit. Send to heating terminal. At this time, the second water intake port is provided at a substantially central portion in the vertical direction of the hot water storage tank and is positioned near and above the heater, so that the hot water immediately after being heated by the heater is taken out and sent to the heating terminal. Can do.
したがって、暖房負荷が瞬間的に増大しても、暖房負荷の瞬間的な増大に迅速かつ確実に対応することができる。 Therefore, even if the heating load increases momentarily, it is possible to quickly and reliably cope with the instantaneous increase in heating load.
一実施形態の暖房給湯装置では、
上記ヒートポンプユニットで使用される冷媒はCO2冷媒である。
In the heating and hot water supply apparatus of one embodiment,
The refrigerant used in the heat pump unit is a CO 2 refrigerant.
上記実施形態の暖房給湯装置によれば、上記ヒートポンプユニットは、冷媒としてCO2冷媒を使用するので、高温出湯できる。 According to the heating and hot water supply apparatus of the above-described embodiment, the heat pump unit uses CO 2 refrigerant as the refrigerant, so that hot water can be discharged.
本発明の暖房給湯装置によれば、貯湯タンクに貯えた温水を循環経路を介して暖房端末に送ることによって、その温水の熱を熱交換器を経由しないで暖房端末に効率良く供給できるので、例えば北欧等の冬場24時間暖房運転するような暖房負荷の高い地域で十分な暖房を行うことができる。 According to the heating hot water supply apparatus of the present invention, by sending the hot water stored in the hot water storage tank to the heating terminal via the circulation path, the heat of the hot water can be efficiently supplied to the heating terminal without passing through the heat exchanger. For example, sufficient heating can be performed in an area with a high heating load such as a 24-hour heating operation in winter such as Northern Europe.
以下、本発明の暖房給湯装置を図示の実施の形態により詳細に説明する。 Hereinafter, the heating hot-water supply apparatus of this invention is demonstrated in detail by embodiment of illustration.
図1は、本発明の一実施の形態の暖房給湯装置の構成を示す模式図である。 FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a heating and hot water supply apparatus according to an embodiment of the present invention.
上記暖房給湯装置は、ヒートポンプユニット1、貯湯タンク2、給湯用熱交換器3および暖房用循環回路4を備えている。なお、上記給湯用熱交換器3は熱交換器の一例であり、暖房用循環回路4は循環回路の一例である。
The heating and hot water supply apparatus includes a
上記ヒートポンプユニット1は冷媒回路16および電動送風機17を備え、貯湯タンク2内の水を沸き上げて温水にする。
The
上記冷媒回路16は、蒸発器11、圧縮機12、凝縮器(水冷媒熱交換器)13、過冷却熱交換器14および膨張弁15を有している。この冷媒回路16ではCO2冷媒が循環する。
The
上記CO2冷媒は、蒸発器11において、電動送風機17から送られた空気中の熱を吸収してガス化する。そして、上記CO2冷媒は、圧縮機12で圧縮されて高温となった後、凝縮器13に到達して熱を放出する。これにより、上記CO2冷媒は、凝縮器13に入る前に比べて低温となって、過冷却熱交換器14へ向かって流れる。そして、上記CO2冷媒は、その過冷却熱交換器14でさらに冷却された後、膨張弁15を経て、蒸発器11に戻る。
In the
また、上記ヒートポンプユニット1は、沸き上げ用循環回路5を介して貯湯タンク2と接続されている。
The
上記沸き上げ用循環回路5には、沸き上げ用循環ポンプ51および沸き上げ用三方弁52が設けられている。そして、上記沸き上げ用循環回路5は、第2暖房往き接続口42と、沸き上げ用の供給口53と、凍結防止水戻し接続口54とに接続されている。なお、上記第2暖房往き接続口42は第1取水口の一例である。
The boiling circulation circuit 5 is provided with a boiling
上記供給口53は貯湯タンク2の下部に設けられている。これにより、上記貯湯タンク2内の下部領域にある比較的低温の温水を、供給口53を介して沸き上げ用循環ポンプ51に供給することができる。
The
上記沸き上げ用循環ポンプ51は、貯湯タンク2内の下部領域にある比較的低温の温水を吸い込み、この吸い込んだ比較的低温の温水を凝縮器13へ向けて吐出する。
The boiling
上記凝縮器13ではCO2冷媒と温水とが熱交換されて、その温水が高温になる。この凝縮器13を出た高温の温水は沸き上げ用三方弁52へ向かう。
In the
上記沸き上げ用三方弁52は、給湯運転中および暖房運転中、凝縮器13からの高温の温水を、第2暖房往き接続口42を介して貯湯タンク2内の上部領域に流す。したがって、第2暖房往き接続口42は、貯湯タンク2の供給口53から流出してヒートポンプユニット1の凝縮器13を出た後の温水が戻る沸き上げ戻り接続口となっている。貯湯タンク2内の温水は、上側に高温の温水、下側に比較的低温の温水が位置するように湯層(温度分布)が形成されている。なお、ヒートポンプユニット1の起動時などの際に、まだヒートポンプユニット1の凝縮器13から出る温水が十分に高温となっていない場合、該温水は第2暖房往き接続口42ではなく、凍結防止水戻し接続口54を介して貯湯タンク2に戻されるように三方弁52が制御される。したがって、凍結防止水戻し接続口54は、温水が十分に高温でない場合の第2の沸き上げ戻り接続口となっている。このように、温水の温度により戻り口を切り替えるのは、十分に高温になっていない温水を貯湯タンク2の上部に戻すと貯湯タンク2内の温度分布が乱れる可能性があり、これを防止するためである。この三方弁の切り替えは凝縮器13と三方弁52との間に設けられた温度センサ(図示せず)の出力に基づいて行われる。また、上記沸き上げ用三方弁52は、凍結防止運転中には、供給口53から沸き上げ用循環回路5を介して流れてきた温水を、凍結防止水戻し接続口54を介して貯湯タンク2内の下部領域に流す。なお、上記凍結防止運転は沸き上げ運転の停止中に行われる。
The boiling three-
上記貯湯タンク2はヒートポンプユニット1で加熱された温水を貯える。また、上記貯湯タンク2内の上下方向の略中央部にはヒータ6を配置していて、このヒータ6は貯湯タンク2内の温水を直接加熱する。また、図示しないが、上記貯湯タンク2内の各部の温水の温度を検出するため、複数の温度センサを貯湯タンク2に設けている。この複数の温度センサは、貯湯タンク2内の各部の温水の温度を検出し、その温度を示す信号を制御部7に送る。
The hot water storage tank 2 stores hot water heated by the
上記貯湯タンク2内の下部領域の温水の温度を示す信号は、圧縮機12および沸き上げ用循環ポンプ51のON/OFF制御に使用される。つまり、上記制御部7は、貯湯タンク2内の下部領域の温水の温度に基づいて、圧縮機12および沸き上げ用循環ポンプ51のON/OFF制御する。
A signal indicating the temperature of the hot water in the lower region in the hot water storage tank 2 is used for ON / OFF control of the
上記給湯用熱交換器3は、図2に示すように、コイル状のパイプから成って、貯湯タンク2内の下部領域から上部領域に渡って配置されている。給湯水は給湯用熱交換器3内を流れることによって加熱される。より詳しくは、上記給湯水は、貯湯タンク2の下部から貯湯タンク2内に入って、貯湯タンク2内の下部領域に配置された給湯用熱交換器3を上方に向かって流れる。そして、上記給湯水は、貯湯タンク2内の上部領域に配置された給湯用熱交換器3を上方に向かって流れた後、貯湯タンク2の上部から貯湯タンク2外に出る。なお、貯湯タンク2内の上下方向の中央部にはヒータ6が配置されており、給湯用熱交換器3は該ヒータ6を跨ぐように配置されている(上部コイル部3a、下部コイル部3b)。このヒータ6により、貯湯タンク2の上部により高温の温水を貯湯することができる。
As shown in FIG. 2, the
また、給湯水の温度を設定温度に調整するために、給湯用混合弁31を開いて、貯湯タンク2から出た給湯水と、貯湯タンク2に流入する前の給湯水とを混ぜ合わせる。これにより、上記貯湯タンク2から出た給湯水の温度を下げることができる。
Further, in order to adjust the temperature of the hot water supply to the set temperature, the hot
上記暖房用循環回路4は、貯湯タンク2内に貯められた温水を貯湯タンク2外の複数のラジエタ8を経由させた後、再び、貯湯タンク2内に戻して循環させるためのものである。そして、上記暖房用循環回路4は、第1,第2暖房往き接続口41,42と暖房戻り接続口43とに接続されている。なお、上記第1暖房往き接続口41は第2取水口の一例であり、暖房戻り接続口43は戻し口の一例である。
The
上記第1暖房往き接続口41は、貯湯タンク2内の温水を取り出すためのものである。この第1暖房往き接続口41は、貯湯タンク2の上下方向の略中央部に設けられて、ヒータ6近傍かつ上方に位置している。これにより、上記ヒータ6で加熱された直後の温水を、第1暖房往き接続口41から取り出し、複数のラジエタ8に送ることができる。なお、図2に示すように、第1暖房往き接続口41から取り出された温水は配管41aを介して貯湯タンク2の上面から流出するように構成されている。
The first heating
上記第2暖房往き接続口42も、上記第1暖房往き接続口41と同様に、貯湯タンク2内の温水を取り出すためのものである。この第2暖房往き接続口42は貯湯タンク2の上部に設けられている。これにより、上記貯湯タンク2内の上部領域の温水を、第2暖房往き接続口42から取り出し、複数のラジエタ8へ送ることができる。また、上記第2暖房往き接続口42は沸き上げ戻り接続口を兼用している。
Similarly to the first heating
上記各ラジエタ8は、貯湯タンク2から流れてきた温水の熱を直接取り出し、室内に放出する。そして、上記温水は、低温となり、各ラジエタ8を出て、暖房戻り接続口43へ向かって流れる。
Each
上記暖房戻り接続口43は貯湯タンク2の下部に設けられている。これにより、上記暖房戻り接続口43から出た温水を、貯湯タンク2内の下部領域の温水と混ぜることができる。
The heating
また、上記暖房用循環回路4には、バイパス配管44、暖房用混合弁45、第1,第2温度センサ46,47、暖房用循環ポンプ48および暖房用三方弁49が設けられている。
The
上記バイパス配管44は、ラジエタ8から暖房戻り接続口43へ流れる温水の一部を暖房用混合弁45へ案内する。
The
上記暖房用混合弁45は、貯湯タンク2からの温水が流入する入口と、バイパス配管44からの温水が流入する入口とを有している。詳しくは後述するが、上記暖房用混合弁45の各入口の開度は制御部7によって調節される。
The
上記第1温度センサ46は、貯湯タンク2からラジエタ8へ向かう温水の温度を検出し、この温度を示す信号を制御部7に送る。
The
上記第2温度センサ47は、ラジエタ8から貯湯タンク2へ向かう温水の温度を検出し、この温度を示す信号を制御部7に送る。
The
上記制御部7は、外気温度センサ18から、外気温度を示す信号を受けると共に、室内温度センサ(図示せず)から、室内温度を示す信号を受ける。そして、上記制御部7は、外気温度センサ18および第1,第2温度センサ46,47からの信号に基づき、暖房用混合弁45の2つの入口の夫々の開度を調節したり、暖房用循環ポンプ48の回転数を調節したりする。例えば、外気温度が高い時は、暖房用混合弁45を調節してバイパス配管44からの温水流入量を増加させることで往き温度を下げたり、暖房用循環ポンプ48の回転数を下げて循環する温水の流速を下げることで戻り温度を下げる。一方、外気温度が低い時は、暖房用混合弁45を調節してバイパス配管44からの温水流入量を減少させることで往き温度を上げたり、暖房用循環ポンプ48の回転数を上げて循環する温水の流速を上げることで戻り温度を上げる。
The control unit 7 receives a signal indicating the outside air temperature from the outside
上記暖房用循環ポンプ48は、第2暖房往き接続口42または第1暖房往き接続口41を介して貯湯タンク2内の温水を吸い込み、複数のラジエタ8に向けて吐出する。
The
上記暖房用三方弁49は、貯湯タンク2内の温水の高温領域が第1暖房往き接続口41近傍に存在している場合、第1暖房往き接続口41から温水を取り出す。また、上記暖房用三方弁49は、貯湯タンク2内の温水の高温領域が第1暖房往き接続口41近傍に存在していない場合、第2暖房往き接続口42から温水を取り出す。この暖房用三方弁49の切り替えは制御部7によって行われる。つまり、上記制御部7は、貯湯タンク2内の各部の温水の温度を検出するための複数の温度センサからの信号に基づいて、暖房用三方弁49の切り替えを行う。
The heating three-
上記構成の暖房給湯装置が暖房運転を開始すると、暖房用循環ポンプ48が稼働する。これにより、上記貯湯タンク2に貯えた温水が複数のラジエタ8に送られ、再び、貯湯タンク2に戻る。このとき、上記温水の熱はラジエタ8を介して室内に放出される。すなわち、上記各ラジエタ8は、貯湯タンク2内の温水の熱を直接取り出し、室内に放出する。
When the heating hot water supply apparatus having the above configuration starts the heating operation, the
したがって、上記貯湯タンク2内の温水の熱をラジエタ8に効率良く供給できるので、例えば北欧等の暖房負荷の高い地域でも十分な暖房を行うことができる。
Therefore, since the heat of the hot water in the hot water storage tank 2 can be efficiently supplied to the
また、上記給湯用熱交換器3は貯湯タンク2内の下部領域から上部領域に渡って配置されていて、給湯水が貯湯タンク2の下部に入って貯湯タンク2の上部から出るので、給湯水は給湯用熱交換器3内を流れる間に貯湯タンク2内の温水で十分に加熱される。したがって、上記給湯用熱交換器3から高温の給湯水を出湯できる。
The hot water
また、上記ラジエタ8で比較的低温になった温水は暖房戻り接続口43から貯湯タンク2内に戻るので、その比較的低温になった温水を貯湯タンク2内の下部領域に戻すことができる。したがって、上記貯湯タンク2内の上部領域の比較的高温の温水が、ラジエタ8で比較的低温になった温水と混ざって低温になるのを防ぐことできる。
Further, since the hot water having a relatively low temperature by the
また、上記貯湯タンク2の下部に供給口53が設けられているので、その貯湯タンク2内の下部領域にある比較的低温の温水がヒートポンプユニット1の凝縮器13に供給される。したがって、上記ヒートポンプユニット1のCOPが向上する。
Moreover, since the
また、上記ヒートポンプユニット1の故障時には、ヒータ6で貯湯タンク2内の温水を直接加熱することによって、貯湯タンク2内の温水の温度を保ったり、上げたりすることができる。
When the
また、上記ヒートポンプユニット1が温水に与える熱量が不足している時にも、その不足分の熱量をヒータ6で補うことができる。
Further, even when the amount of heat given to the hot water by the
また、上記ヒータ6は貯湯タンク2内の上下方向の略中央部に配置されているので、
主として、ヒータ6よりも上方にある温水を加熱することになる。このとき、上記貯湯タンク2内の上部領域の温水は、元々、貯湯タンク2内の下部領域の温水に比べて高温だから、ヒータ6の加熱によって短時間でさらに高温となる。
Moreover, since the
Mainly, the hot water above the
したがって、暖房負荷が瞬間的に増大しても、上記貯湯タンク2内の上部領域でさらに高温となった温水をラジエタ8に即座に送ることができる。
Therefore, even if the heating load increases momentarily, the hot water having a higher temperature in the upper region in the hot water storage tank 2 can be immediately sent to the
また、暖房運転時、暖房負荷が瞬間的に増大すると、貯湯タンク2内の温水をヒータ6で高温にし、この高温の温水を暖房用循環回路4の第1暖房往き接続口41から取り出してラジエタ8に送る。このとき、上記第1暖房往き接続口41は、貯湯タンク2の上下方向の略中央部に設けられて、ヒータ6近傍かつ上方に位置しているので、ヒータ6で加熱した直後の温水を取り出してラジエタ8に送ることができる。
Further, when the heating load is momentarily increased during the heating operation, the hot water in the hot water storage tank 2 is heated to a high temperature by the
したがって、暖房負荷が瞬間的に増大しても、暖房負荷の瞬間的な増大に迅速かつ確実に対応することができる。 Therefore, even if the heating load increases momentarily, it is possible to quickly and reliably cope with the instantaneous increase in heating load.
また、上記ヒートポンプユニット1は、冷媒としてCO2冷媒を使用するので、高温出湯できる。
Further, the
また、上記ヒートポンプユニット1に供給する温水の温度は、COPを向上させる観点上、低い方が好ましい。
The temperature of the hot water supplied to the
上記実施の形態では、ヒートポンプユニット1はCO2冷媒を使用したが、NH3冷媒やR22冷媒などを使用してもよい。また、暖房端末としてラジエタを使用したが、これに代えて、あるいはこれと併用して、床暖房パネルやファンコイルなどを使用してもよい。
In the above embodiment, the
上記実施の形態では、過冷却熱交換器14を有するヒートポンプユニット1を用いていたが、過冷却熱交換器14を有さないヒートポンプユニットを用いてもよい。
In the said embodiment, although the
1 ヒートポンプユニット
2 貯湯タンク
3 給湯用熱交換器
4 暖房用循環回路
8 ラジエタ
41 第1取水口
42 第2取水口
43 戻し口
53 供給口
DESCRIPTION OF
Claims (4)
上記ヒートポンプユニット(1)で加熱された温水を貯える貯湯タンク(2)と、
上記貯湯タンク(2)内に配置され、給湯水が内部を流れる熱交換器(3)と、
上記貯湯タンク(2)内に貯められた温水を上記貯湯タンク(2)外の暖房端末(8)を経由させた後、再び、上記貯湯タンク(2)内に戻して循環させるための循環回路(4)と
を備え、
上記熱交換器(3)は、上記貯湯タンク(2)内の下部領域から上部領域に渡って配置され、かつ、上記貯湯タンク(2)内の一方の側部領域から他方の側部領域に渡るように設けられていて、
上記給湯水が、上記貯湯タンク(2)内の下部領域の上記熱交換器(3)の部分に比較的低温の状態で入って、上記貯湯タンク(2)内の下部領域から上部領域までの温水と順に熱交換して比較的高温の状態になって、上記貯湯タンク(2)内の上部領域の上記熱交換器(3)の部分から出るように構成されており、
上記貯湯タンク(2)の上部に、上記貯湯タンク(2)内に貯められた温水を取り出すための第1取水口(42)が設けられる一方、上記貯湯タンク(2)の下部に、上記暖房端末(8)から出た温水を上記貯湯タンク(2)内の下部領域に戻すための戻し口(43)が設けられ、
上記循環回路(4)は、上記第1取水口(42)と上記戻し口(43)とに接続されており、
上記貯湯タンク(2)の下部に、上記貯湯タンク(2)内の下部領域に貯められた温水を上記ヒートポンプユニット(1)に供給するための供給口(53)が設けられていることを特徴とする暖房給湯装置。 Heat pump unit (1),
A hot water storage tank (2) for storing hot water heated by the heat pump unit (1);
A heat exchanger (3) which is disposed in the hot water storage tank (2) and in which hot water flows inside;
A circulation circuit for circulating the hot water stored in the hot water storage tank (2) through the heating terminal (8) outside the hot water storage tank (2) and then returning it to the hot water storage tank (2) for circulation. (4)
The heat exchanger (3) is arranged from the lower region in the hot water storage tank (2) to the upper region, and from one side region in the hot water storage tank (2) to the other side region. It is provided to cross,
The hot water is contained at a relatively low temperature state to a portion of the heat exchanger (3) in the lower region within the hot-water storage tank (2), from the lower region of the hot-water storage tank (2) in to the upper region Heat exchange with hot water in order leads to a relatively high temperature state and exits from the heat exchanger (3) in the upper area of the hot water storage tank (2).
A first water intake (42) for taking out hot water stored in the hot water storage tank (2) is provided at the upper part of the hot water storage tank (2), while the heating air is provided at the lower part of the hot water storage tank (2). A return port (43) is provided for returning the hot water from the terminal (8) to the lower region in the hot water storage tank (2),
The circulation circuit (4) is connected to the first intake port (42) and the return port (43),
A supply port (53) for supplying hot water stored in a lower region of the hot water storage tank (2) to the heat pump unit (1) is provided at the lower part of the hot water storage tank (2). Heating water heater.
上記貯湯タンク(2)内の上下方向の略中央部にはヒータ(6)が配置されていることを特徴とする暖房給湯装置。 In the heating hot water supply apparatus according to claim 1,
A heating and hot water supply apparatus, wherein a heater (6) is disposed at a substantially central portion in the vertical direction in the hot water storage tank (2).
上記貯湯タンク(2)の上下方向の略中央部に、上記貯湯タンク(2)内に貯められた温水を取り出すための第2取水口(41)が、上記ヒータ(6)近傍かつ上方に位置するように設けられ、
上記循環回路(4)は上記第2取水口(41)に接続されていることを特徴とする暖房給湯装置。 In the heating hot water supply apparatus according to claim 2,
A second water intake (41) for taking out the hot water stored in the hot water storage tank (2) is located near and above the heater (6) at a substantially central portion in the vertical direction of the hot water storage tank (2). Provided to
The heating and hot water supply apparatus, wherein the circulation circuit (4) is connected to the second water intake (41).
上記ヒートポンプユニット(1)で使用される冷媒はCO2冷媒であることを特徴とする暖房給湯装置。 In the heating hot-water supply apparatus as described in any one of Claim 1 to 3,
A heating / hot water supply apparatus, wherein the refrigerant used in the heat pump unit (1) is a CO 2 refrigerant.
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